Закріплення грунтів
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Закріплення грунтів

Закріплення грунтів, штучне перетворення (физико-хімічними методами) властивостей грунтів для цілей будівництва в умовах їх природного залягання. В результаті З. р. збільшується здатність , що несе, підстави спорудження, підвищується його міцність, водонепроникність, опір розмиву і ін. З. р. широко застосовується при будівництві промислових і цивільних будівель на грунтах просадчиків, для зміцнення укосів виїмок доріг і стінок котлованів у водонасичених грунтах, як протизсувні заходи, при проходці гірських вироблень, створенні протифільтраційних завіс в підставі гідротехнічних споруд, для захисту бетонних споруд (фундаментів) від дії агресивних промислових вод, для збільшення здатності паль і опор великого діаметру і , що несе;т.д. З. р. досягається нагнітанням в грунт терпких матеріалів і хімічних розчинів, а також дією на грунт електричним струмом, нагріванням і охолоджуванням.

  Основні способи З. г.: цементація, глінизація, бітумізація, силікатизація, смолізация, методи електрохімічної або термічної дії, штучне заморожування.

  Цементація полягає в нагнітанні в закріплюваний грунт (тріщинуватий скельний або піщано-гравелистий) через систему пробурених в нім свердловин цементної суспензії (співвідношення маси цементу і води в розчині в межах від 0,1 до 2). Для підвищення рухливості густих цементних і цементно-піщаних розчинів застосовують добавки сульфітно-спиртної барди в кількості 0,01—0,25% по відношенню до цементу. Прискорення схоплювання розчинів і збільшення первинній міцності цементного каменя регулюється добавками хлористого кальцію в кількості 1—5% по відношенню до цементу. Міцність і водонепроникність грунту після цементації значно збільшуються.

  В кавернозних скельних породах при великій швидкості грунтового потоку поряд з цементацією застосовується гаряча бітумізація. Її призначення — закладення найбільш крупних каверн, непіддатливих цементації із-за великої швидкості грунтового потоку. Нагнітання гарячого бітуму в порожнини і тріщини кавернозних порід виробляється через пробурені свердловини, обладнані ін'єкторами. При холодній бітумізації в грунт нагнітають тонкодисперсну бітумну емульсію. Спосіб застосовується для дуже тонких тріщин в скельних грунтах і закріплення піщаних грунтів.

  Глінизація служить для зменшення фільтраційної здатності тріщинуватих скельних, кавернозних порід і гравелистих грунтів. При цьому способі в тріщини породи нагнітається під великим тиском глиниста суспензія з добавкою невеликої дози коагулянта.

  Спосіб силікатизації заснований на використанні силікатних розчинів. Для закріплення середньозернистих пісків застосовується т.з. спосіб двохрозчину, що полягає в послідовному нагнітанні в грунт розчинів силікату натрію і хлористого кальцію. Гель кремнієвої кислоти, що виходить в результаті реакції, додає грунту значну міцність і водонепроникність. Дрібні піски закріплюються способом силікатизації одного розчину, т. с. розчином силікату натрію з добавкою фосфорної кислоти ( мал. 1 ). У лесових грунтах нагнітається лише розчин силікату натрію; роль другого розчину виконують солі самого грунту.

  Смолізация — нагнітання водного розчину карбамідної смоли з добавкою соляної кислоти, щавлевої кислоти або хлористого амонія. Застосовується для закріплення підвищення міцності і водонепроникності дрібнозернистих піщаних грунтів.

  Для глинистих грунтів, де нагнітання розчинів неможливе, використовується електрохімічний спосіб закріплення, заснований на пропусканні постійного електричного струму через грунт, в який вводиться розчин хлористого кальцію, внаслідок чого грунт зневоднюється і ущільнюється. Реакції обміну, що відбуваються при цьому в пріелектродной зоні, також сприяють ущільненню і закріпленню грунту. Електрохімічне закріплення підрозділяється на електроосушення, електроущільнення і електрозакріплення.

  Для зміцнення лесових грунтів просадчиків застосовується термічне закріплення, здійснюване випаленням закріплюваних грунтів газоподібними продуктами горіння палива, що мають температуру 700—1000°С. Найбільш ефективним є спалювання палива безпосередньо в товщі закріплюваного грунту ( ріс.2 ). Стабілізація і закріплення нестійких водоносних грунтів досягається штучним заморожуванням грунтів .

  В СРСР періодично проводяться всесоюзні наради по закріпленню і ущільненню грунтів, матеріали яких публікуються в спеціальних збірках.

  Літ.: Адамович А. Н. і Ковтунів Д. Ст, Цементація підстав гідроспоруд, М. — Л. 1953; Ржаніцин Би. А., Силікатизація піщаних грунтів, М., 1949; Літвінов І. М., Термічне зміцнення просадчиках лесових і інших грунтів в підставі різних будівель і споруд, До., 1955.

  Би. А. Ржаніцин.

Мал. 1. Схема установки для силікатизації грунтів: 1 — цистерна з кріпильним; 2 — цистерна з кислотою; 3 — насос «НД»; 4 — змішувач; 5 — пульт управління з реєструючою апаратурою; 6 — ін'єктор; 7 — відбійний молоток для занурення ін'єктора в грунт; 8 — контур закріплення.

Мал. 2. Схема установки для термічного закріплення лесових грунтів просадчиків спалюванням палива безпосередньо в свердловині: 1 — грунт просадчика; 2 — непросадочний грунт; 3 — компресор; 4 — трубопровід для холодного повітря; 5 — ємкість для рідкого пального; 6 — насос для подачі пального в свердловину; 7 — трубопровід для пального; 8 — фільтр; 9 — форсунка; 10 — затвор з камерою згорання; 11 — свердловина; 12 — зона термічного закріплення грунту.